照顾人类健康的机械人
全 球面临医疗负担增加,令各地医疗机构都在寻求解决方法。其中一个方法便是利用机械人协助医护人员分担日常工作。机械人具有人类难以媲美的精确性与稳定性, 又能够日以继夜地工作,不但能减轻医护人员的压力,亦有助减少医疗事故。因此不少人对医疗用机械人有很高期望。以下介绍的医疗用机械人,也许在不久将来会 成为医护人员和病人的重要伙伴呢!
减低手术风险
传 统医疗手术往往制造大面积伤口,不但令病人需要较长的康复时间,病人在手术进行期间亦要承担因细菌病毒感染引起并发症和大量失血的风险。此外,人手的准确 程度是因人而异,医生的工作状态令情况再添变量。加上大型手术至少要花上多个小时,医生的疲累影响手术进度之余,更危及病人性命。这时机械人绝对是解决问 题的好方法。
以心脏手术为例,在进行传统的心脏手术时,外科医生先要在病人的胸骨和肋骨切开一个 接近脚掌般大的伤口,令病者需要长达数星期时间才能康复。但有了机械手术臂之后,病人只需十天便可以康复。在内窥镜协助下,将手术刀和手术剪放在那只有铅 笔直径宽的机械臂前端,然后再放进病人体内。医生只要安坐在监察器前便可以进行手术,毋须站立在手术床侧并弯身在病人身上做手术,减少紧张和疲劳。机械臂 装有传感器,可将任何感应到的变化传回控制台,让医生掌握手术情况。
机械人凭借精确的运算能力, 将手术造成的伤口面积减小,不但直接减轻病人痛楚和缩短康复时间,亦令到细菌病毒感染和大量失血的机会率降低。Intuitive Surgical, Inc.在2000年成功开发的达文西外科手术系统(Da Vinci" Surgical System)。医生可透过系统内置的立体影像摄影机,观察和拍摄人体的状况,然后通过手术台旁的计算机操纵杆,控制机械手臂;需要时可将其机械臂连接各种 精密手术器材。只要加以改良,达文西外科手术系统更可实现遥距进行手术的构想。
(左图)传统心脏手术需要切开一个接近脚掌般大的伤口;(右图)在机械手臂协助下,只需打开三个小伤口便可以进行手术。)
口腔修复效率增
随 着年龄的增长,牙齿会出现松动脱落。假如所有牙齿都已经脱落,便需要进行义齿修复手术,令患者能够重新咀嚼和说话,同时将面部回复原来样貌。传统义齿制作 方式是由医生和技师根据患者的颌骨形态,用人手靠经验制作,但如此一来便无法满足人口日益老化所带来的庞大需求。有见及此,北京大学口腔医院、北京理工大 学等机构研制出一套制作人工牙列的口腔修复机械人。该机械人利用图像技术取得患者的口腔软硬组织模型,以及3D雷射扫描系统获取患者口腔骨骼形态参数,由 专家系统完成人工牙列的计算机辅助设计,从而使人工牙列的设计与制作自动化,提高质量和制作效率。
机械人走进病人体内
腹腔镜检查虽然可减低对病人的创伤,但医生未能凭触觉去接触及观察手术范围。虽然现时有部份腹腔镜检查能透过光纤的协助,让医生得以凭视象画面观察并进行手术,加上手术范围的切口始终不能过大,令手术器材的活动范围受到限制,拍摄镜头亦不能放在较佳的拍摄位置。
由 美国内布拉斯加大学机械工程系进行的Miniature Surgical Robots计划,其研发出来的微型机械人正好解决以上问题。它能进入人体之余更不受人体内狭窄的空间所限,在人体内行走自如。因此它可以装备不同的工具 执行各项工作,例如以不同角度拍摄病人体内情况,并将映像实时传回监察器。
医生透过监察器进行手术的情形
达文西外科手术系统 |
口腔修复机械人 |
遥距巡查病房
跟 进病人健康状况是主诊医生的职责。但如果主诊医生因公务繁忙,未能抽空巡视病人,那该怎办?美国的InTouch Technologies, Inc.就制造出一部名为Dr. Robot的遥控机械人,即使主诊医生不在场也可以跟进病人情况。Dr. Robot巡查病房时由主诊医生助理陪同,透过遥控机械人的视象器材,主诊医生和病人便可以进行对话和讨论病情。现时美国已有几十间医院购置了Dr. Robot用作巡查病房、监视垂危病人、对紧急召唤作出适当响应,以及跟医生进行会诊。有了Dr. Robot,医生便能节省宝贵的时间,可以在病人状况有改变时才亲身到场诊症。
主诊医生可透过Dr. Robot跟病人进行视象对话 |
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大家也许会发现,以上的机械人大部份都依然需要人类亲身操作。但相较以往没有这些精密器材的时候,现在已是好得多了。毕竟高人工智能的机械人还未面世,要 机械人自己懂得决定该如何工作仍不太可能。不过无论如何,至少现阶段大家可以体会到医疗用机械人能如何照顾我们的健康。